含毛细饱和区土层中有效自重应力的快速计算方法

毛细饱和区的存在,使得有效自重应力的计算相对烦琐。尤其在考察有效自重应力分布时,很难直接绘制出各土层的分布曲线。为解决上述问题,以包含毛细饱和区的各土层有效自重应力计算为例,推导得出了可以快速计算土层中有效自重应力的方法,解释了毛细饱和区土体有效自重应力变化的本质。应用该方法,可以快速、高效地计算、绘制土层中有效自重应力的分布,对于土力学毛细饱和区相关知识点的理解和应用起到了积极的作用。

降雨入渗条件下粗粒土路堤暂态饱和区发展规律及稳定性研究

为了分析降雨入渗条件下粗粒土路堤暂态饱和区发展规律及稳定性,结合工程实际及气象资料,通过拟定不同的降雨计算方案,采用饱和-非饱和渗流理论对粗粒土路堤边坡在不同降雨条件下雨水入渗过程进行数值模拟。研究结果表明:降雨过程中路堤边坡表面会形成一定范围的暂态饱和区,暂态饱和区的形成及发展过程与降雨强度及降雨时间密切相关;降雨入渗仅会引起路堤边坡坡面以下水位线的大幅上升,对路堤中部地下水位线影响较小;降雨停止后,路堤上部暂态饱和区迅速消散,而路堤中下部暂态饱和区消散过程则表现出明显的滞后特征,但总体而言暂态饱和区的面积呈下降趋势;降雨入渗将导致入渗区域内基质吸力的丧失与含水率的增加,是造成路堤边坡稳定性降低的主要因素,路堤的失稳形式表现为整体滑移与表面局部坍塌相结合。

降雨入渗参数对粗粒土路堤暂态饱和区影响的数值模拟

为探讨降雨入渗条件下粗粒土路堤边坡暂态饱和区的形成条件,分析降雨入渗参数对暂态饱和区发展规律的影响,基于室内外试验数据与实际气象数据,拟定不同的数值计算方案,采用降雨入渗理论对降雨入渗参数影响下粗粒土路堤边坡雨水入渗过程进行数值模拟。结果表明:降雨强度q与饱和渗透系数ksat的比值是决定路堤内雨水入渗方式及暂态饱和区形成的关键因素,当q/ksat≥1.5时,路堤边坡表面及坡脚水平面将形成一定深度的暂态饱和区,暂态饱和区的形成增大了路堤发生失稳的可能;降雨入渗仅会引起路堤边坡坡面以下水位大幅度上升,对路面中部以下地下水位影响有限;路堤边坡暂态饱和区的扩展速度主要取决于q与ksat的大小,而暂态饱和区形成的时间与扩展面积则受到降雨强度、降雨历时与饱和含水率的共同影响。

化工污染场地土壤不饱和区典型氯代烃化合物的垂向分布特征

化工污染场地风险评估与修复是我国目前面临的重要环境问题.选取某化工厂遗留场地的不同功能区为研究对象,通过分析第1层(回填土层)、第2层(砂质粉土或黏质粉土层)和第3层(粉质黏土层)土壤样品中的1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)质量分数,查明了1,2-DCA在土壤不饱和区的垂向分布特征.结果表明:回填土层1,2-DCA质量分数相对最小,而第2层砂质粉土或黏质粉土层到第3层粉质黏土层的质量分数变化呈增大或减小2种规律,土壤质地、渗透系数、土壤有机质含量和土壤夹层性质等可能是影响1,2-DCA质量分数垂向分布的因素.聚类分析结果表明,1,2-DCA质量分数相对变化与土壤层序结构有一定的相关性.1,2-DCA质量分数在其生产车间周围土壤不饱和区的污染水平远大于其他功能区;第2层土壤污染最严重;第3层土壤可能受层间潜水影响,1,2-DCA随水流自西向东方向上迁移,在1,2-DCA生产车间东部第3层土壤中达到高质量分数.本研究工作可为场地采样布点的优化、风险识别与污染修复提供科学依据.

太行山区坡地暂时饱和区形成机理及渗流补给特性

为了研究岩土特性对坡地雨水转化及再分配的影响，采用时域反射仪（TDR）对太行山区坡地岩土水分进行了长期连续监测，分析了岩土水分特性的时空变异。结果表明：太行山区坡地岩土水分变化存在时空变异性，坡地0～100cm岩土层内岩土水分含量在垂直空间上与季节上均呈“低-高-低”的变化趋势，同时土壤层与岩体层的结合部位在8月份前后存在暂时饱和区；坡地岩土介质的空间变异性，特别是岩土二元结构的地质结构特性为暂时饱和区的形成提供了地质条件，而强降雨过程为暂时饱和区的形成提供了水文条件，暂时饱和区的水分状态达到或超过饱和状态的时间与前期岩土水分含量及降雨特性有关；该暂时饱和区的存在为坡地渗流中“侧向优先流”及“垂向优先流”的产生创造了有利条件，两个方向上的“优先流”相互作用，促讲了岩十水分的快速下渗，提高了地下水的转化效率。

基于非饱和区波形正弦度的涌流识别算法研究

提出了一种基于波形正弦度的改进算法来识别变压器励磁涌流和故障电流。该方法通过比较动态差流短数据窗波形覆盖面积的大小,来确定短路故障或励磁涌流下变压器的差流非饱和区短窗波形,并计算该短窗差流波形的非正弦度来识别励磁涌流和故障电流。理论分析及仿真实验表明该涌流识别方法在带故障空载合闸及变压器运行中发生故障时,能够正确开放纵差保护;在正常空载合闸时,能可靠闭锁纵差保护。

非饱和土边坡饱和区降雨强度-时间临界曲线

为研究降雨入渗边坡产生饱和区的临界条件,使用基于MVG模型的土体饱和度表征降雨强度的计算方程.当土表面饱和度首次达到0.9以上时,饱和度持续稳定在0.9±0.005为饱和区出现的临界判据,数值计算得出土柱和边坡的饱和区临界降雨强度与降雨时间.通过数据拟合构建了饱和区降雨强度-时间临界曲线模型,分析了不同坡度、有效降雨强度对临界曲线的影响.结果表明:饱和度表征降雨强度的计算方法可使土体表面饱和度达到预定值,平均精度为-0.008;有效降雨强度较大时,坡度为50°~60°的边坡,坡度越大产生饱和区的耗时越短,反之耗时越长;坡度30°~40°为易发浅层滑坡的“危险坡度”.

堆浸工艺中渗流饱和区研究及意义

对溶浸液的渗透模型进行了分析 ,得出了矿堆底板坡度为零时的浸润面方程 ,同时通过模拟试验对其进行了无量纲的修正。最后 ,分析了浸润面研究对堆浸的实际意义。

找平系统的饱和区对摊铺机自动找平性能的影响

采用自动控制原理中分析非线性环节的方法,分析了摊铺机找平系统传感器的饱和区特性对找平性能的影响,提出了考虑传感器饱和区时系统的设计原则。

考虑非饱和区影响的土石坝渗流有限元计算

传统的有限元饱和渗流计算往往把渗透系数取作定值,而实际上非饱和土渗透系数呈非线性函数关系,与体积含水率、孔隙水压力密切相关。基于饱和-非饱和土渗流计算模型与原理,本文考虑渗流场非饱和区对堤坝渗流的影响,对某土石坝进行了渗流有限元计算与分析。算例结果表明,应用该思想与方法计算土石坝渗流,可以获得较为准确合理的渗流场计算结果。

一种能令网络跳离假饱和区的改进BP算法

分析了BP算法中假饱和存在的条件，给出了网络边界点的概念，提出了一种能令网络跳出假饱和提高训练速度的简单而实用的改进算法。计算机模拟结果表明，该算法不仅明显加快了网络的收敛速度，而且还能避免节点传输函数中指数运算的溢出。

土质边坡降雨入渗深度及饱和区变化规律

采用饱和-非饱和渗流有限元计算理论,建立一维、二维模型,对不同降雨强度、土质类型、表面吸力以及边坡坡度下的边坡降雨入渗深度和饱和区变化规律进行研究。研究结果表明:对于同种土质而言,初始表面吸力越小,降雨入渗深度越大,降雨入渗深度从大至小对应的土质依次为粉土、砂土和黏土;在降雨过程中,黏土在降雨入渗深度范围内均为饱和区域,而粉土则先在入渗深度范围内出现饱和区,随后饱和区域消散,砂土首先在降雨入渗范围内形成饱和区,随后饱和区下移形成悬挂式饱和区;边坡坡度越大,边坡底部的降雨入渗深度越大,粉土边坡受坡度影响更明显;在降雨作用下,当初始表面吸力为100 k Pa时,砂土边坡表面生成饱和区,随后饱和区扩大并下移;而当初始表面吸力为10 kPa时,降雨会导致粉土边坡地下水位上升。

红砂岩风化土路基瞬态饱和区动弹性模量和阻尼比试验研究

连续降雨后的红砂岩风化土路基瞬态饱和区土体骨干曲线、动弹性模量和阻尼比是进行路基动力特性分析的关键因素.为研究红砂岩风化土路基瞬态饱和区在重载列车荷载作用下的动力特性,采用中砂与不同含量红黏土重塑土样进行动三轴试验,探讨了细粒含量、围压对瞬态饱和区土体骨干曲线、动弹性模量和阻尼比的影响.研究表明:含细粒砂土的骨干曲线符合Konder双曲线模型;细粒含量对动弹性模量和阻尼比的影响并不是单调的,而是存在一个临界值,在临界值前后,动弹性模量和阻尼比随细粒含量的变化趋势相反,文中所用试样的临界细粒含量在20%左右;围压对土体动弹性模量和阻尼比有显著的影响,随着围压的增大,动弹性模量增大,阻尼比减小.

基于相电感非饱和区定位的开关磁阻电机无位置传感器控制方法

开关磁阻电机在磁路饱和情况下,其导通相电感会随导通相电流的变化而变化,针对传统相电感法转子位置估算精度受磁路饱和影响大的问题,提出一种基于相电感非饱和区定位的开关磁阻电机无位置传感器控制方法。建立开关磁阻电机的相电感函数,阐述确定相电感非饱和区的方法,提出相电感非饱和区定位点的基本概念并分析其相关特点,研究根据两相邻定位点来估算电机转子位置角度的具体实现方法。最后通过仿真与实验验证了上述方法的可行性。

降雨条件下边坡暂态饱和区形成条件与演化特征数值分析

为分析降雨入渗条件下边坡暂态饱和区形成条件与演化特征,开展不同坡度条件下边坡降雨入渗数值模拟计算,分析降雨条件下边坡暂态饱和区形成条件,研究降雨强度、饱和渗透系数、坡度等多因素对边坡暂态饱和区演化特征的影响。研究结果表明,降雨条件下边坡暂态饱和区的形成条件为:①降雨强度大于等于岩土体饱和渗透系数;②降雨入渗进入饱和状态土控制入渗阶段。降雨条件下,降雨入渗影响区、暂态饱和区均持续向下扩展;降雨停止后,地下水位线以上的岩土体孔隙水压力、体积含水气量持续降低,且地下水位线不断升高。降雨强度小于岩土体饱和渗透系数时,降雨入渗影响区扩展速率与降雨强度呈正相关;降雨强度大于等于岩土体饱和渗透系数时,降雨入渗影响区、暂态饱和区扩展速率受降雨强度影响较小。降雨期间,降雨入渗影响区、暂态饱和区扩展速率与饱和渗透系数随深度的变化率δkz呈正相关,孔隙水压力峰值与δkz呈负相关;降雨停止后,地下水位线、孔隙水压力峰值与δkz呈正相关。降雨初期,降雨入渗影响区面积、孔隙水压力峰值与坡度呈正相关;降雨后期及降雨停止后,降雨入渗影响区面积、暂态饱和区面积、地下水位线高度与坡度呈负相关。

风化红砂岩残积土路基瞬态饱和区动态水压力特征试验研究

连续降雨条件下,风化红砂岩残积土路基瞬态饱和区动态水压力特征是深刻认识反复翻浆冒泥病害机制的关键。采用不排水动三轴试验,模拟路基瞬态饱和区列车加载频率和连续降雨条件下排水边界条件,开展路基瞬态饱和区动态水压力特征试验研究。分析了细颗粒含量对风化红砂岩残积土路基瞬态饱和区动态水压力的影响,揭示了路基瞬态饱和区细颗粒含量临界值约为25%。当细颗粒含量小于25%时,动态水压力随细颗粒含量的增加而增大;当细颗粒含量大于25%时,动态水压力随细颗粒含量的增加而减小。引入等效粒间孔隙比的概念,解释了细颗粒含量临界值的微观机制和物理意义。基于试验构建了考虑细颗粒含量的风化红砂岩残积土路基瞬态饱和区动态水压力经验模型,分析了模型参数随细颗粒含量变化的敏感性。该模型有助于工程技术人员预测连续降雨条件下铁路路基瞬态饱和区动态水压力。

一种驱动MOS管工作在饱和区的硅基OLED微显示像素电路

硅基OLED微显示中为了在极小的像素面积内实现微小的OLED工作电流,其像素驱动电路的驱动MOS管一般工作在亚阈值区,存在OLED电流对驱动MOS管的阈值电压和栅源电压失配敏感、外围电路复杂等问题,如果驱动MOS管工作在饱和区则可避免这些问题,但为了获得微小的驱动电流,必须采用尺寸大的倒比MOS管,这又与极小的像素面积冲突。本文提出了一种采用脉宽调制(PWM)技术、驱动MOS管工作在饱和区的OLED微显示像素驱动电路,PWM信号减少了一帧内OLED的实际工作时间,OLED的脉冲电流变大,使驱动MOS倒比管的尺寸减小;由于PWM信号占空比小,同时实现了OLED微小的平均像素驱动电流和亮度。结果表明PWM信号占空比为3%时,实现的OLED驱动电流和像素亮度范围分别为27pA^2.635nA、2.19~225.1cd/m^2,同时采用双像素版图共用技术,在15μm×15μm的像素面积内实现了像素驱动电路的版图设计。

雾化雨入渗暂态饱和区对边坡稳定影响程度研究

高坝泄洪期间,雾化雨严重,不同的泄洪消能方式,雾化程度不同.雾化雨对近坝岸坡表面造成强烈冲刷破坏,在一些岸坡条件下入渗往往造成边坡深层滑动,造成灾害.选取某电站下游一堆积体边坡,建立非稳定渗流计算模型,对不同工况进行数值模拟计算,研究堆积体边坡内暂态饱和区的扩展过程与安全系数的变化规律以及二者之间的关系.研究表明,不同的雾化雨强度对水分入渗边坡的影响程度不同,雾化雨强度越大,形成的暂态饱和区就越大;边坡的稳定安全系数就越小,安全系数最多降低了6.57%.

降雨条件下粗粒土高路堤边坡暂态饱和区形成条件及影响因素

为了分析降雨条件下暂态饱和区形成条件和影响因素,首先建立粗粒土高路堤边坡一维数值计算模型,探讨粗粒土高路堤边坡暂态饱和区的形成条件;通过建立二维数值计算模型,分析降雨强度、降雨时间、渗透系数以及初始表面基质吸力等因素对暂态饱和区形成的影响。研究结果表明:暂态饱和区的形成过程受降雨时间以及降雨强度共同控制,当雨水在边坡表层的入渗流速大于其土体内部出渗流速时,土体体积含水率升高,边坡出现暂态饱和区;在降雨过程中,边坡表层土体中水的流速最终达到与降雨强度基本一致(流速与降雨强度量纲相同),边坡表层土体的体积含水率与降雨强度有关;在降雨过程中,粗粒土高边坡坡脚位置的体积含水率增大最快,该处暂态饱和区出现时间最早,范围最广;降雨强度、初始表面基质吸力对暂态饱和区的形成时间以及深度影响较大,渗透系数的影响较小;在降雨强度相同时,初始表面基质吸力越大,雨水入渗的深度越大,暂态饱和区的范围越广。

降雨条件下弃渣场边坡暂态饱和区分布及稳定性

为了研究弃渣场边坡在降雨条件下的失稳机理,以贵州省道真县至瓮安市高速公路路边某弃渣场边坡为研究对象,利用GEO-Studio中的SEEP/W模块,在室内试验基础上研究了弃渣场边坡在降雨条件下暂态饱和区的分布规律,并利用SLOPE/W模块研究了暂态饱和区分布与边坡稳定性之间的联系。结果表明:①降雨对弃渣场边坡稳定性的影响在降雨停止之后依旧会持续很长一段时间,这段时间安全系数会持续降低并最终达到最小值。②坡面暂态饱和区从开始形成到坡面坡顶全部饱和只需要很短的一段时间,这段时间也是边坡安全系数下降速度最快的时间段;坡面暂态饱和区形成以后,降雨对边坡稳定性的影响显著降低。